(57)【要約】【課題】ドプラスペクトラム画像において、干渉ノイズによる辺縁部の不連続性を改善すると共に、高分解能な画像データの生成を可能とする超音波ドプラ診断装置及び画像データ生成方法を提供する。【解決手段】超音波プローブ２０及び送受波部４０を用いて得られた所定部位からの超音波受信信号に対して、ドプラスペクトラム計測部５は、ドプラ信号の検出とドプラスペクトラムの計測を行なう。次いで、スペクトラムデータ処理部６は、時系列的に得られた複数のドプラスペクトラムにおいて、予め設定された閾値以下のスペクトラム成分に対し時間軸方向あるいは周波数軸方向の移動平均処理を行った後、閾値以上のスペクトラム成分と合成してドプラスペクトラム画像データを生成する。そして、生成されたドプラスペクトラム画像データを表示部８において表示する。【選択図】  図１
2005046194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して超音波の送受波を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子に対して送受信を行なう送受信手段と、
この送受信手段によって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、
前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するスペクトラム計測手段と、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分のパワー値に対して閾値を設定する閾値設定手段と、
前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から前記閾値に基づいて選択されたパワー値の小さな前記スペクトラム成分に対して平均処理を行なう平均処理手段と、
この平均処理手段によって平均処理された平均スペクトラム成分と、平均処理されないパワー値の大きな前記スペクトラム成分を成分処理してドプラスペクトラム画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記ドプラスペクトラム画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
【請求項２】
被検体に対して超音波の送受波を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子に対して送受信を行なう送受信手段と、
この送受信手段によって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、
前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するスペクトラム計測手段と、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分のパワー値に対して閾値を設定する閾値設定手段と、
前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して平均処理を行なう第１の平均処理手段と、
この第１の平均処理手段によって平均処理された第１の平均スペクトラム成分を用いて、第１のドプラスペクトラム画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、
前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から前記閾値に基づいてパワー値の大きな前記スペクトラム成分を選択し、選択した前記スペクトラム成分と、このスペクトラム成分に対応した前記第１のドプラスペクトラム画像データの前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成する第２の画像データ生成手段と、
前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
【請求項３】
被検体に対して超音波の送受波を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子に対して送受信を行なう送受信手段と、
この送受信手段によって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、
前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するスペクトラム計測手段と、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分のパワー値に対して閾値を設定する閾値設定手段と、
前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して平均処理を行なう第１の平均処理手段と、
この第１の平均処理手段によって平均処理された第１の平均スペクトル成分を用いて第１のドプラスペクトラム画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、
前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して、前記第１の平均処理手段より平均区間が短い平均処理を行なう第２の平均処理手段と、
この第２の平均処理手段によって平均処理された第２の平均スペクトラム成分の中から前記閾値に基づいてパワー値の大きな前記第２の平均スペクトラム成分を選択し、選択した前記第２の平均スペクトラム成分と、この第２の平均スペクトラム成分に対応した前記第１のドプラスペクトラム画像データの前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成する第２の画像データ生成手段と、
前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
【請求項４】
前記第２の画像データ生成手段における成分処理が置換処理又は合成処理のいずれか一方であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の超音波ドプラ診断装置。
【請求項５】
前記第１の平均処理手段あるいは前記第２の平均処理手段は、前記スペクトラム成分に対して時間軸方向又は周波数軸方向の少なくとも何れか一方において移動平均処理を行うものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の超音波ドプラ診断装置。
【請求項６】
前記閾値設定手段は、超音波データ収集条件に基づいて設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の超音波ドプラ診断装置。
【請求項７】
前記閾値設定手段は、装置ゲイン又は前記超音波プローブの実効口径の少なくとも何れか一方に基づく前記閾値の設定であることを特徴とする請求項６記載の超音波ドプラ診断装置。
【請求項８】
被検体に対して超音波の送受波を行なって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するステップと、
前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するステップと、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して平均処理を行なって第１のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から予め設定された閾値に基づいてパワー値の大きな前記スペクトラム成分を選択し、選択した前記スペクトラム成分と、このスペクトラム成分に対応した前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、
前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示するステップを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【請求項９】
被検体に対して超音波の送受波を行なって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するステップと、
前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するステップと、
前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して第１の平均処理と、この第１の平均処理より平均区間が短い第２の平均処理を行なって第１の平均スペクトラム成分及び第２の平均スペクトラム成分を生成するステップと、
前記第１の平均スペクトラム成分に基づいて第１のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、
前記第２の平均スペクトラム成分の中から予め設定された閾値に基づいてパワー値の大きな前記第２の平均スペクトラム成分を選択し、選択した前記第２の平均スペクトラム成分と、この第２の平均スペクトラム成分に対応した前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、
前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示するステップを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波のドプラ効果を利用して、生体内の血流の流速情報や組織の移動情報などの計測を行なう超音波ドプラ診断装置及び画像データ生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を上記圧電振動子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像が容易に観察できるため、生体の各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠のものとなっている。
【０００３】
一方、被検体の任意の位置における血流速度を定量的且つ正確に得る方法としてドプラスペクトラム法がある。このドプラスペクトラム法では、被検体の同一部位に対して一定間隔で複数回の超音波送受波を行ない、血球などの移動反射体において反射した超音波反射波に対し、上記超音波送受波に使用した圧電振動子の共振周波数と略等しい周波数の基準信号を用いて直交位相検波してドプラ信号を検出する。そして、このドプラ信号の中から所望部位におけるドプラ信号をレンジゲートによって抽出し、更に、抽出したドプラ信号をＦＦＴ分析することによってドプラスペクトラムを算出する。
【０００４】
このような手順により被検体の所望部位から得られたドプラ信号に対してドプラスペクトラムを連続的に算出し、算出した複数のドプラスペクトラムを順次配列することによって、所謂ドプラスペクトラム画像データを生成する。尚、一般には、上記レンジゲートが被検体における所望の観測部位に正確に設定されていることを確認するために、レンジゲートの設定はＢモード画像観測下において行なわれ、このとき、レンジゲート位置はＢモード画像上に表示される。
【０００５】
ドプラスペクトラム画像の一例を図１０に示す。図１０左側の（ａ）は、ＦＦＴ分析によって得られたドプラスペクトラムであり、縦軸はドプラ周波数、横軸はスペクトラムの大きさ（以下では、パワー値と呼ぶ）である。又、図１０右側の（ｂ）は、ドプラスペクトラムの時間的変化を示すものであり、縦軸はドプラ周波数、横軸は時間に設定され、スペクトラムのパワーは輝度によって表現されている。
【０００６】
ところで、被検体内における移動反射体からの反射波の間でランダムな干渉が生じ、その結果、ドプラスペクトラム画像において干渉ノイズ（スペックルノイズ）が発生することが従来から知られている。即ち、図１０の（ａ）に示すように、算出されたドプラスペクトラム１５１（実線）は、真のドプラスペクトラム１５２（破線）に対して干渉ノイズによる凹凸が生じる。このため、このドプラスペクトラムの時間的変化を示す図１０の（ｂ）においても上記干渉ノイズの影響による不連続パターンが表示され、血流速などの時間的変化を正確に測定することが困難となる。このような干渉ノイズの影響は、スペクトラム成分のパワー値、即ちＳ／Ｎが小さい場合に顕著であり、従って、スペクトラムの最大周波数成分１５３をトレースすることにより最大血流速を計測する場合には、正確な自動トレース、あるいはマニュアルトレースが困難となるのみならず、特にマニュアルトレースの場合には、トレースに多くの時間を要し、トレースを行なう操作者の負担が増大するなどの問題点を有していた。
【０００７】
このような問題点に対して、ドプラスペクトラムの各周波数成分単位で時間方向の移動平均を行なうことによって上記干渉ノイズを低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３２７６７２号公報（第４−６頁、第１−２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の方法によれば、干渉ノイズによる影響が低減するため、ドプラスペクトラムにおける最大周波数成分などの辺縁部を連続且つ平滑に表示することができ、トレースを行なう際の視認性が向上する。しかしながら、このような効果を得るためには、ドプラスペクトラムの各周波数成分における移動平均は比較的長い期間において行なう必要があるため、ドプラスペクトラム画像上の鮮明度が大幅に劣化する。特に、大きなパワー値を有する平均周波数近傍成分における微妙な時間方向の変化あるいは周波数方向の変化は、従来、診断情報として有効とされてきたが、特許文献１の方法においては、このような平均周波数近傍成分の時間的変化を鮮明に表示することが困難となる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドプラスペクトラム画像において、干渉ノイズの影響を受けやすいパワー値の小さなスペクトラム成分における不連続性を改善すると共に、比較的パワー値の大きなスペクトラム成分に対しては時間方向あるいは周波数方向の微妙な変化を表示することが可能な超音波ドプラ診断装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波ドプラ診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、前記圧電振動子に対して送受信を行なう送受信手段と、この送受信手段によって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するスペクトラム計測手段と、前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分のパワー値に対して閾値を設定する閾値設定手段と、前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から前記閾値に基づいて選択されたパワー値の小さな前記スペクトラム成分に対して平均処理を行なう平均処理手段と、この平均処理手段によって平均処理された平均スペクトラム成分と、平均処理されないパワー値の大きな前記スペクトラム成分を成分処理してドプラスペクトラム画像データを生成する画像データ生成手段と、前記ドプラスペクトラム画像データを表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
又、請求項２に係る本発明の超音波ドプラ診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、前記圧電振動子に対して送受信を行なう送受信手段と、この送受信手段によって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するスペクトラム計測手段と、前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分のパワー値に対して閾値を設定する閾値設定手段と、前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して平均処理を行なう第１の平均処理手段と、この第１の平均処理手段によって平均処理された第１の平均スペクトラム成分を用いて、第１のドプラスペクトラム画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、前記スペクトラム計測手段によって計測された前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から前記閾値に基づいてパワー値の大きな前記スペクトラム成分を選択し、選択した前記スペクトラム成分と、このスペクトラム成分に対応した前記第１のドプラスペクトラム画像データの前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成する第２の画像データ生成手段と、
前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
一方、請求項８に係る本発明の画像データ生成方法は、被検体に対して超音波の送受波を行なって得られる受信信号に対して、所望のレンジゲート位置におけるドプラ信号を検出するステップと、前記ドプラ信号に対して、時系列的に複数のドプラスペクトラムを計測するステップと、前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分に対して平均処理を行なって第１のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、前記ドプラスペクトラムにおけるスペクトラム成分の中から予め設定された閾値に基づいてパワー値の大きな前記スペクトラム成分を選択し、選択した前記スペクトラム成分と、このスペクトラム成分に対応した前記第１の平均スペクトラム成分との成分処理により第２のドプラスペクトラム画像データを生成するステップと、前記第２のドプラスペクトラム画像データを表示するステップを有することを特徴としている。
【００１４】
したがって本発明によれば、低パワー値のスペクトラム成分における不連続性が改善され、高パワー値のスペクトラム成分においては高分解能なドプラスペクトラム画像データを生成することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態）
（装置の構成）
本実施の形態の特徴は、被検体から得られたドプラ信号をＦＦＴ分析して得られるドプラスペクトラム画像において、予め設定した閾値より小さなスペクトラム成分は移動平均処理を行ない、上記閾値より大きなスペクトラム成分は移動平均処理を行なわずに表示することにある。
【００１６】
以下では、セクタ走査方式に本発明を適用した実施の形態における超音波ドプラ診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は本実施の形態における超音波ドプラ診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波ドプラ診断装置を構成する送受信部及びデータ処理部のブロック図を示す。
【００１７】
図１に示す超音波ドプラ診断装置１００は、被検体に対して超音波の送受波を行なう超音波プローブ２０と、この超音波プローブ２０に対して電気信号の送受信を行なう送受信部４０と、この送受信部４０から得られた受信信号からＢモードデータやドプラスペクトラムを得るための信号処理を行なうデータ処理部５０と、このデータ処理部５０において得られたＢモードデータやドプラスペクトラムを保存すると共に、Ｂモード画像データ及びドプラスペクトラム画像データの生成を行なうデータ記憶部７と、これらの画像データを表示する表示部８を備えている。
【００１８】
更に、超音波ドプラ診断装置１００は、送受信部４０あるいはデータ処理部５０に対して、例えば、超音波パルスの中心周波数（ｆｏ）とほぼ等しい周波数の連続波あるいは矩形波を発生する基準信号発生部１と、操作者によって患者情報、画像表示モード、超音波データ収集条件、更には種々のコマンド信号などが入力される入力部９と、上記超音波ドプラ診断装置１００の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１０を備えている。
【００１９】
超音波プローブ２０は、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受波を行なうものであり、１次元に配列された複数個（Ｎ個）の微小な圧電振動子をその先端部に有している。この圧電振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。超音波画像の解像度や感度に大きな影響を与える超音波パルスの中心周波数（ｆｏ）は圧電振動子の厚みによってほぼ決定される。この超音波プローブ２０は小型、軽量に構成されており、ケーブルを介して送受信部４０の送信部２及び受信部３に接続されている。超音波プローブ２０にはセクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、診断部位に応じて任意に選択されるが、以下では心臓診断を目的としたセクタ走査対応の超音波プローブ２０を用いた場合について述べる。
【００２０】
次に、図２に示した送受信部４０は、超音波プローブ２０から送信超音波を放射するための駆動信号を生成する送信部２と、被検体内から受信超音波を受信する受信部３を備えており、送信部２は、レートパルス発生器４１と、送信遅延回路４２と、パルサ４３を備えている。そして、レートパルス発生器４１は、被検体内に放射する送信超音波の繰り返し周期（Ｔｒ）を決定するレートパルスを、基準信号発生部１から供給される連続波あるいは矩形波を分周することによって生成し、このレートパルスを送信遅延回路４２に供給する。
【００２１】
又、送信遅延回路４２は、送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路から構成されており、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を収束するための遅延時間と所定の方向に送信超音波を放射するための遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサ４３に供給する。そして、パルサ４３は、送信遅延回路４２と同様にして、送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ２０に内蔵された圧電振動子を駆動するための駆動パルスを生成する。
【００２２】
一方、受信部３は、プリアンプ４４と、受信遅延回路４５と、加算器４６とを備えている。プリアンプ４４は、圧電振動子によって電気信号（受信信号）に変換された微小信号を増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。又、受信遅延回路４５は、細い受信ビーム幅を得るため所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と、所定方向からの受信超音波に対して強い受信指向性を設定するための遅延時間をプリアンプ４４の出力に与え、次いで、所定の遅延時間が与えられた受信遅延回路４５の出力は加算器４６に送られ、この加算器４６において加算合成される。
【００２３】
次に、図２のデータ処理部５０は、受信部３の加算器４６から出力された受信信号に対してＢモードデータを生成するためのＢモードデータ処理部４と、上記受信信号に含まれるドプラ信号の周波数スペクトラムを計測するドプラスペクトラム計測部５と、計測されたドプラスペクトラムに対して移動平均等の信号処理を行なうスペクトラムデータ処理部６を備えている。
【００２４】
そして、Ｂモードデータ処理部４は、対数変換器５１と包絡線検波器５２とＡ／Ｄ変換器５３とを備えている。Ｂモードデータ処理部４の入力信号、即ち、受信部３の加算器４６から出力された受信信号は、対数変換器５１において、その振幅が対数変換されて弱い信号が相対的に強調される。次いで、包絡線検波器５２は、対数変換された上記受信信号に対して包絡線検波を行ない、超音波周波数成分を除去して振幅情報のみを検出する。又、Ａ／Ｄ変換器５３は、この包絡線検波器５２の出力信号をＡ／Ｄ変換し、Ｂモードデータを生成する。
【００２５】
一方、ドプラスペクトラム計測部５は、π／２移相器５４、ミキサ５５−１及び５５−２、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５６−１及び５６−２、ＳＨ（サンプルホールド回路）５７−１及び５７−２を備えており、更に、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）５８−１及び５８−２、Ａ／Ｄ変換器５９−１及び５９−２、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ−Ｆｏｕｒｉｅｒ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）分析器６０を備えている。そして、送受信部４０の受信部３から供給された受信信号に対して直交位相検波を行なってドプラ信号を検出し、得られたドプラ信号に対してＦＦＴ分析を行なう。
【００２６】
次に、ドプラスペクトラム計測部５の構成と基本動作につき図３のタイムチャートをも参照して更に詳しく説明する。受信部３の加算器４６から出力された受信信号（図３の（ｃ））は、ドプラスペクトラム計測部５のミキサ５５−１及び５５−２の第１の入力端子に入力される。一方、この受信信号の中心周波数とほぼ等しい周波数（ｆｏ）をもった基準信号発生部１の基準信号（図３の（ａ））はミキサ５５−１の第２の入力端子に直接供給され、π／２移相器５４を介して９０度位相がシフトした基準信号はミキサ５５−２の第２の入力端子に送られる。そして、ミキサ５５−１及び５５−２による乗算出力は、ＬＰＦ５６−１及び５６−２に送られ、ドプラスペクトラム計測部５の入力信号（受信信号）の周波数と基準信号発生部１から供給される基準信号の周波数（ｆｏ）との和の成分（２ｆｏ近傍の成分）が除去され、差の成分（零周波数近傍の成分）のみがドプラ信号として抽出される（図３の（ｄ））。
【００２７】
次に、ＳＨ５７−１及び５７−２には、上記ＬＰＦ５６−１及び５６−２から出力されたドプラ信号と、システム制御部１０が基準信号発生部１の基準信号を分周して生成したサンプリングパルス（レンジゲートパルス）が供給され（図３の（ｅ））、このサンプリングパルスによって指定された距離からのドプラ信号のみがサンプルホールドされる（図３の（ｆ））。尚、このサンプリングパルスは、送信超音波が放射されるタイミングを示すレートパルス（図３の（ｂ））から所定時間（Ｔｓ）後に発生し、この発生タイミングは入力部９の操作者によって任意に設定される。
【００２８】
即ち、操作者は、遅延時間Ｔｓを変更することによって超音波プローブ２０から所望の距離Ｌｇにおけるドプラ信号を検出することが可能となる。尚、周期Ｔｒを有した上記レートパルスは、基準信号に同期しており、通常、この基準信号を分周することによって生成される。又、遅延時間Ｔｓと所望距離Ｌｇは、被検体の音速度をＣとすれば、２Ｌｇ／Ｃ＝Ｔｓの関係が成立する。
【００２９】
次に、ＳＨ５７−１及び５７−２から出力された所望距離Ｌｇのドプラ信号に重畳した階段状のノイズ成分は、ＢＰＦ５８−１及び５８−２によって除去され（図３の（ｇ））、更に、平滑化された上記ドプラ信号は、Ａ／Ｄ変換器５９−１及び５９−２によってデジタル信号に変換された後、ＦＦＴ分析器６０に供給されて周波数スペクトラム（以下ではドプラスペクトラムと呼ぶ）が計測される。
【００３０】
ＦＦＴ分析器６０は、図示しない演算回路と記憶回路を備えており、記憶回路は、Ａ／Ｄ変換器５９−１及び５９−２から出力されるドプラ信号の保存を行ない、演算回路は、記憶回路に保存された一連のドプラ信号の所定区間においてＦＦＴ分析を行なう。
【００３１】
図４は、ＦＦＴ分析器６０におけるＦＦＴ分析方法を示したものであり、上記ドプラスペクトラム計測部５のＡ／Ｄ変換器５９−１及び５９−２から出力された離散的なドプラ信号（図４（ａ））のうち、例えば、ｑ１乃至ｑｍのｍ個のドプラ信号に対してＦＦＴ分析が行なわれ、最初のドプラスペクトラムＢ１の各スペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍが計測される。次いで、時間ΔＴ後のｍ個のドプラ信号ｑ１＋ｊ乃至ｑｍ＋ｊがＦＦＴ分析されて新たなドプラスペクトラムＢ２のスペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍが計測される。
【００３２】
但し、図４（ａ）ではｊ＝３の場合について示している。以下、同様にして、時間２ΔＴ後のｑ１＋２ｊ乃至ｑｍ＋２ｊ、時間３ΔＴ後のｑ１＋３ｊ乃至ｑｍ＋３ｊ・・・のｍ個のドプラ信号に対しても順次ＦＦＴ分析が行なわれてドプラスペクトラムＢ３及びＢ４におけるスペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍが夫々算出される（図４（ｂ））。
【００３３】
次に、データ処理部５０におけるスペクトラムデータ処理部６の構成と基本動作につき図５のブロック図を用いて説明する。スペクトラムデータ処理部６は、図４（ｂ）において既に示したΔＴ間隔で順次計測されるドプラ信号のドプラスペクトラムＢ１，Ｂ２，・・・に基づいて、各スペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍの時間方向における移動平均処理を行なうための重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍと、この重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍにおける重み付け係数を設定する係数設定回路６２と、重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍによって移動平均処理が適用されるスペクトラムのパワー値の範囲（閾値）を設定する閾値設定回路６３を備えている。
【００３４】
そして、ｍチャンネルの重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍは、ＦＩＲフィルタを構成しており、夫々の重み付け遅延加算回路６１には、遅延時間ΔＴを有した遅延素子７４−１乃至７４−ｒが直列接続された遅延回路６４と、この遅延素子７４−１乃至７４−ｒの出力信号に対して増幅度Ｋ０乃至Ｋｒの重み付けを行なう増幅器７５−１乃至７５−（ｒ＋１）を有した重み付け回路６５と、上記ｒ＋１チャンネルの増幅器７５−１乃至７５−（ｒ＋１）の出力を加算合成する加算回路６６と、重み付け遅延加算回路６１の入力信号と加算回路６６の出力信号との置換あるいは合成を行なう合成回路６７を備えている。
【００３５】
又、係数設定回路６２は、システム制御部１０からの制御信号に基づいて、重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍの重み付け回路６５における増幅器７５−１乃至７５−（ｒ＋１）の増幅度Ｋ０乃至Ｋｒの設定を行なう。この場合、超音波の干渉に起因する干渉ノイズの程度によって遅延回路６４の段数は設定され、例えば、４段の移動平均処理を行なう場合には、重み付け回路６５の増幅器７５−５乃至７５−（ｒ＋１）における増幅度Ｋ４乃至Ｋｒは零に設定される。尚、上記システム制御部１０から供給される係数設定回路６２の制御信号は、使用する超音波周波数やレンジゲート距離Ｌｇなどの超音波データ収集条件に基づいてシステム制御部１０が自動的に設定してもよいが、入力部９の操作者が、ＦＦＴ分析器６０の計測結果に基づいて設定することも可能である。
【００３６】
一方、閾値設定回路６３は、ＦＦＴ分析器６０によって計測されたドプラスペクトラムを直接表示する場合と、移動平均処理後のドプラスペクトラムを表示する場合の閾値αを設定する。例えば、ドプラスペクトラムの各スペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍのパワー値が上記閾値設定回路６３が設定した閾値αより小さい場合には、重み付け遅延加算回路６１を用いて移動平均処理した結果を用いてドプラスペクトラム画像データの生成を行ない、又、閾値αより大きい場合にはＦＦＴ分析器６０によって算出された結果を直接用いてドプラスペクトラム画像データの生成を行なう。
【００３７】
尚、この閾値設定回路６３における閾値αについても係数設定回路６２と同様に超音波データ収集条件に基づいてシステム制御部１０が自動的に設定してもよいが、入力部９の操作者がＦＦＴ分析器６０の計測結果あるいはドプラスペクトラム画像を観察しながら設定することが可能である。特に前者においては、装置のゲインや受信に使用される超音波プローブ２０の圧電振動子数及び受信面積（受信口径）などに基づいた設定が好適である。
【００３８】
次に図１に戻って、データ記憶部７は、画像データの生成と保存を行なう機能を有し、超音波送受波方向を順次変更して得られる受信信号に基づいて、データ処理部５０のＢモードデータ処理部４が生成したＢモードデータを２次元的に保存してＢモード画像データを生成する第１の記憶領域と、スペクトラムデータ処理部６が生成したドプラスペクトラムＢ１，Ｂ２，・・・を時系列的に保存してドプラスペクトラム画像データを生成する第２の記憶領域を有している。
【００３９】
一方、入力部９は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスを備え、患者情報、画像表示モード、超音波データ収集条件、表示条件、レンジゲート位置、スペクトラムの閾値αなどの設定や、ドプラスペクトラム画像における最大周波数成分のトレース、更には、種々のコマンド信号の入力などにおいて用いられる。
【００４０】
又、表示部８は、図示しない表示用画像メモリと変換回路とモニタを備えており、Ｂモード画像データやドプラスペクトラム画像データ、更には、入力部９から入力された超音波データ収集条件などを示す文字や数字などは上記表示用画像メモリで合成され、変換回路においてＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換が行われた後、ＣＲＴあるいは液晶などのモニタに表示される。尚、データ記憶部７に保存されたＢモード画像データやドプラスペクトラム画像データは、表示部８のモニタにおいて並列表示あるいは重畳表示される。又、このモニタでは、Ｂモード画像データとほぼ同時相のドプラスペクトラムを含むドプラスペクトラム画像データがリアルタイム表示され、Ｂモード画像上には、ドプラ信号が抽出される被検体内の所望位置、即ちレンジゲートの位置が表示される。
【００４１】
そして、システム制御部１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作者によって入力部９から入力される患者情報、画像表示モード、超音波データ収集条件、表示条件、レンジゲート位置、スペクトラム閾値αなどの設定値は、この記憶回路に保存され、一方、ＣＰＵは、入力部９から入力されたこれらの情報に基づいて超音波ドプラ診断装置１００の上記各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行なう。又、基準信号発生部１から供給される基準信号を分周してレンジゲート位置を設定するためのサンプリングパルスを生成し、ＳＨ（サンプルホールド回路）５７に対して供給する。
【００４２】
（画像データの生成手順）
次に、図１乃至図８を用いて本実施の形態におけるＢモード画像データ及びドプラスペクトラム画像データの生成手順について説明する。尚、図７は本実施の形態におけるドプラスペクトラム画像データの生成手順を示すフローチャートである。
【００４３】
超音波データの収集に先立って、操作者は、入力部９にて患者情報、画像表示モード、超音波データ収集条件、表示条件、スペクトラム閾値αなどの設定を行ない、これらの設定情報は、システム制御部１０の図示しない記憶回路に送られて保存される。本実施の形態においては、画像表示モードとしてＢモード画像及びドプラスペクトラム画像の表示モードの選択を行ない、更に、ドプラ信号を収集するための超音波送受信方向（θＤ）とレンジゲート位置Ｌｇの初期設定を行なう（図７のステップＳ１）。
【００４４】
これらの初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ２０の先端（超音波送受信面）を被検体の体表面上の所定の位置に固定し、最初の超音波送受波方向（θ１方向）に対してＢモードデータ収集用の超音波送受波を行なう。即ち、図２のレートパルス発生器４１は、基準信号発生部１から供給される基準信号を分周することによって、被検体内に放射する超音波パルスの繰り返し周期Ｔｒを決定するレートパルスを生成し、このレートパルスを送信遅延回路４２に供給する。
【００４５】
送信遅延回路４２は、送信に使用される圧電振動子とほぼ同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路を設け、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための遅延時間と、所定の方向（θ１）に超音波を送信するための遅延時間をレートパルス発生器４１から受信したレートパルスに与え、このレートパルスをパルサ４３に供給する。
【００４６】
Ｎチャンネルの独立な駆動回路から構成されるパルサ４３は、送信遅延回路４２から出力されたレートパルスの駆動によって発生する電気パルス（駆動信号）により、超音波プローブ２０に内蔵されている圧電振動子を駆動して被検体内に超音波パルス（送信超音波）を放射する。
【００４７】
被検体内に放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器の境界面あるいは組織にて反射し、又、送信超音波が心臓壁や血球など動きのある反射体で反射する場合は、その超音波周波数はドプラ偏移を受ける。被検体組織にて反射した超音波反射波（受信超音波）は送信時と同じ圧電振動子によって受信されて電気信号（受信信号）に変換され、この受信信号はＮチャンネルのプリアンプ４４にて増幅された後、同じチャンネル数を有する受信遅延回路４５に送られる。
【００４８】
一方、受信遅延回路４５は、受信において細いビーム幅を得るために所定の深さからの超音波を収束するための遅延時間と、超音波ビームに対して所定の方向（θ１）に強い受信指向性をもたせて受信するための遅延時間をプリアンプ４４からの受信信号に与えた後、加算器４６に送る。そして、加算器４６は、プリアンプ４４、受信遅延回路４５を介して入力される複数の受信信号を加算合成し、１つの受信信号に纏めた後、Ｂモードデータ処理部４に供給する。
【００４９】
次いで、Ｂモードデータ処理部４に送られた受信信号は、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換がなされた後、図１のデータ記憶部７におけるＢモード画像データ用の第１の記憶領域に保存される。
【００５０】
上記の手順により、θ１方向に対するＢモードデータ収集のための超音波送受波が終了したならば、ドプラスペクトラムデータ収集のために初期設定された方向（θＤ）に対して超音波送受波を行なう。この場合も、θ１方向の超音波送受波と同様の手順によってθＤ方向に対して超音波送受信を行ない、受信部３の加算器４６から出力された受信信号は、ドプラスペクトラム計測部５に供給される。
【００５１】
次に、ドプラスペクトラム計測部５は、ミキサ５５及びＬＰＦ５６を用いた直交位相検波によって加算器４６の出力を複素信号（ＩＱ信号）に変換し、ＳＨ５７に供給する。このＳＨ５７には初期設定されたレンジゲート位置Ｌｇに対応したサンプリングパルスがシステム制御部１０より供給され、このサンプリングパルスに基づいて上記複素信号がサンプルホールドされる。そして、ＳＨ５７の出力は、ＢＰＦ５８において平滑化された後、Ａ／Ｄ変換器５９においてデジタル信号に変換されてＦＦＴ分析器６０の記憶回路に一旦保存される。
【００５２】
第１回目のθＤ方向の超音波送受波が終了したならば同様の手順によりθ２（θ２＝θ１＋Δθ）方向に対するＢモード用超音波送受波、θＤ方向に対する第２回目のドプラモード用超音波送受波、θ３（θ３＝θ１＋２Δθ）方向に対するＢモード用超音波送受波、θＤ方向に対する第３回目のドプラモード用超音波送受波・・・のようにＢモードデータの収集に際してはΔθずつ方向を順次変更しながら２次元的な超音波送受波を行ない、得られたＢモードデータはデータ記憶部７の第１の記憶領域に保存してＢモード画像データを生成する。
【００５３】
一方、ドプラスペクトラムデータの収集に際しては同一方向（θＤ）に対して、複数回の超音波送受波を行ない、得られたドプラ信号はＦＦＴ分析器６０の図示しない記憶回路に順次保存される（図７のステップＳ２）。そして、ＦＦＴ分析器６０の図示しない演算回路は、連続して収集される上記ドプラ信号に対して所定時間（ΔＴ）ずつシフトした区間を設定し、これらの区間におけるドプラ信号に対してＦＦＴ分析を行なってドプラスペクトラムを計測する（図７のステップＳ３）。
【００５４】
即ち、ＦＦＴ分析器６０の演算回路は、図４（ａ）に示したレートパルス周期の２倍の周期（２Ｔｒ）で得られた離散的なドプラ信号に対して、例えばｑ１乃至ｑｍのｍ個の信号成分を読み出してＦＦＴ分析を行ない、スペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍから構成されるドプラスペクトラムＢ１を計測する。次いで、時間ΔＴ後のｑ１＋ｊ乃至ｑｍ＋ｊのｍ個の信号成分に対してＦＦＴ分析を行ない、ドプラスペクトラムＢ２を算出する。同様にして、時間２ΔＴ後、時間３ΔＴ後・・・のｍ個の信号成分に対するＦＦＴ分析によりドプラスペクトラムＢ３，Ｂ４・・・の計測を行なう。
【００５５】
そして、時間ΔＴ間隔で計測されるドプラ信号のドプラスペクトラムにおけるｍ個の各スペクトラム成分ｐ１乃至ｐｍのパワー値ＡＰ１乃至ＡＰｍは、図５に示したスペクトラムデータ処理部６における重み付け遅延加算回路６１−１乃至６１−ｍの各入力端子に順次供給される。例えば、重み付け遅延加算回路６１−１には時刻ｔ＝０、ΔＴ，２ΔＴ・・に対応したドプラスペクトラムＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・におけるスペクトラム成分ｐ１のパワー値ＡＰ１（０）、ＡＰ１（ΔＴ）、ＡＰ１（２ΔＴ）・・・が順次供給され、重み付け遅延加算回路６１−ｍには時刻ｔ＝０、ΔＴ，２ΔＴ・・に対応したドプラスペクトラムＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・におけるスペクトラム成分ｐｍのパワー値ＡＰｍ（０）、ＡＰｍ（ΔＴ）、ＡＰｍ（２ΔＴ）・・・が順次供給される。従って、重み付け遅延加算回路６１−１の加算回路６６の出力信号Ｙ（ｔ）は、ｔ＝０においてＹ（０）＝Ｋ０・ＡＰ１（０）、ｔ＝ΔＴにおいてＹ（ΔＴ）＝Ｋ１・ＡＰ１（０）＋Ｋ０・ＡＰ１（ΔＴ）、又、ｔ＝２ΔＴにおいてＹ（２ΔＴ）＝Ｋ２・ＡＰ１（０）＋Ｋ１・ＡＰ１（ΔＴ）＋Ｋ０・ＡＰ１（２ΔＴ）・・・のようにΔＴ間隔で計測されるスペクトラム成分ｐ１のパワー値ＡＰ１に対して時間方向の移動平均処理が行なわれる。
【００５６】
同様にしてスペクトラム成分ｐ２乃至ｐｍに対しても時間方向の移動平均処理が行なわれる。そして、ドプラスペクトラムＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・に基づいて移動平均処理されて生成されたドプラスペクトラム画像データ（以下では、第１のドプラスペクトラム画像データと呼ぶ）は合成回路６７の入力端子に供給され記憶回路において一旦保存される。一方、合成回路６７の他の入力端子には、ドプラスペクトラムＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・の各スペクトラム成分のパワー値ＡＰ１乃至ＡＰｍが直接供給される（図７のステップＳ４）。
【００５７】
次いで、合成回路６７は、ＦＦＴ分析器６０から供給されたドプラスペクトラムＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・のパワー値ＡＰ１乃至ＡＰｍが閾値設定回路６３において予め設定された閾値αより大きな値を有する場合には、パワー値ＡＰ１乃至ＡＰｍと上記第１のドプラスペクトラム画像データにおける対応スペクトラム成分のパワー値との置換処理、あるいは合成処理を行なう。
【００５８】
このようにして、閾値設定回路６３の閾値αに基づいて第１のドプラスペクトラム画像のパワー値と移動平均処理前のスペクトラム成分のパワー値との置換や合成を行なって新たに生成されたドプラスペクトラム画像データ（以下では、第２のドプラスペクトラム画像データと呼ぶ）は、データ記憶部７の第２の記憶領域に保存される（図７のステップＳ５）。
【００５９】
以上述べた手順によって生成された第２のドプラスペクトラム画像データは、単独あるいは同時に生成されたＢモード画像データと合成されて表示部８に表示される。即ち、システム制御部１０は、データ記憶部７の第１の記憶領域に保存されているＢモード画像データや第２の記憶領域に保存されている第２のドプラスペクトラム画像データを読み出し、これらの画像データに対して付帯情報である数字や文字などを重畳して表示用画像データ記憶回路６１に一旦保存する。そして、これらの画像データを変換回路に供給し、Ｄ／Ａ変換やＴＶフォーマット変換などを行なってモニタに表示する（図７のステップＳ６）。
【００６０】
図６は、本実施の形態による効果を模式的に示したものであり、図６上側の（ａ）の曲線Ａ１（破線）は、真のドプラスペクトラムを示しており、曲線Ａ２（実線）は、パワー値が比較的小さな最大周波数スペクトラム成分近傍ｇ１及び最小周波数スペクトラム成分近傍ｇ２において干渉ノイズの影響が現れたドプラスペクトラムの実測値を示している。一方、図６下側の（ｂ）は、ドプラスペクトラムの時間方向の変化を示したドプラスペクトラム画像の１例であり、図４（ａ）のドプラスペクトラムにおける各スペクトラム成分のパワー値によって輝度変調されたドプラスペクトラムＢ１、Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４・・・が間隔ΔＴで時間軸方向に配列されている。
【００６１】
このドプラスペクトラム画像における最大スペクトラム成分（即ち最大血流速度）の計測は、心機能の定量的な診断等において極めて重要であるが、干渉ノイズの影響により凹凸が発生し、その計測を困難にしてきた。しかしながら、本実施の形態における移動平均処理によって生成された第１のドプラスペクトラム画像では、曲線ｈ１によって示された真の最大スペクトラム成分の計測が容易となる。
【００６２】
更に、閾値設定回路６３が装置のゲインや圧電振動子の口径などの超音波データ収集条件によって決定されるシステムノイズレベルＬｎよりβだけ高く設定した閾値αに対して、移動平均処理前のスペクトル成分のパワー値が大きな場合には、このスペクトラム成分のパワー値と上記第１のドプラスペクトラム画像データのパワー値との置換を行なって第２のドプラスペクトラム画像データが生成される。この置換によって、曲線ｈ３と曲線ｈ４で囲まれた領域では移動平均処理前のパワー値が用いられ、従って、上記第２のドプラスペクトラム画像データによれば微妙な時間方向の変化や周波数方向の変化を鮮明に表示することが可能となる。
【００６３】
図８は、スペクトラムデータ処理部６の入力端におけるドプラスペクトラム（図８（ａ））と、出力端におけるドプラスペクトラム（図８（ｂ））を示したものであり、最大周波数成分近傍ｇ１及び最小周波数成分近傍ｇ２における閾値α以下のスペクトラム成分はスペクトラムデータ処理部６における移動平均処理により干渉ノイズが除去され、一方、閾値α以上のスペクトラム成分については上記移動平均処理が行なわれないためドプラスペクトラムの変化を鮮明に観察することができる。
【００６４】
以上述べたように、本実施の形態によれば、予め設定された閾値αより小さなドプラスペクトラム成分は移動平均処理を行ない、上記閾値αより大きなドプラスペクトラム成分は移動平均処理を行なわずに表示することによって、ドプラスペクトラム画像における辺縁部の輪郭を連続的かつ滑らかに表示することが可能となる。このため、例えば最大血流速度の自動トレースあるいはマニュアルトレースを正確且つ容易に行なうことができる。一方、ドプラスペクトラム画像の中心領域（例えば、図６のｈ３―ｈ４区間）では、高い空間分解能を有しているため微妙な変化を観察することが可能となる。
【００６５】
（変形例）
次に本実施の形態におけるスペクトラムデータ処理部６の変形例につき図９のブロック図を用いて説明する。上記実施の形態では、被検体から得られたドプラ信号をＦＦＴ分析して得られるドプラスペクトラムにおいて、予め設定した閾値αより小さなスペクトラム成分のみに対して移動平均処理を行ったが、この変形例では、上記閾値αより大きなパワー値を有したスペクトラム成分に対しても軽度の移動平均処理を行なうことを特徴にしている。
【００６６】
図９は、本変形例におけるスペクトラムデータ処理部６の重み付け遅延加算回路８１−１を示したものであり、図５に示した上記実施の形態における重み付け遅延加算回路６１−１と同一の機能を有するユニットは同一の符号を付け、その説明を省略する。
【００６７】
図９の重み付け遅延加算回路８１−１は、２つのＦＩＲフィルタを構成しており、上記実施の形態と同様に、遅延時間ΔＴを有した遅延素子７４−１乃至７４−ｒが直列接続された遅延回路６４と、この遅延素子７４−１乃至７４−ｒの夫々の出力端子から出力されるスペクトラム成分に対して増幅度Ｋ０乃至Ｋｒの重み付けを行なう増幅器７５−１乃至７５−（ｒ＋１）を有する重み付け回路６５と、上記ｒ＋１チャンネルの増幅器７５−１乃至７５−（ｒ＋１）の出力を加算合成する加算回路６６を備えた第１のＦＩＲフィルタを有している。
【００６８】
更に、この重み付け遅延加算回路８１−１は、遅延素子９４−１乃至９４−ｓが直列接続された遅延回路８４と、この遅延素子９４−１乃至９４−ｓの夫々の出力端子から出力されるスペクトラム成分のパワー値に対して増幅度Ｌ０乃至Ｌｓの重み付けを行なう増幅器９５−１乃至９５−（ｓ＋１）を有する重み付け回路８５と、増幅器９５−１乃至９５−（ｓ＋１）の出力を加算合成する加算回路８６を備えた第２のＦＩＲフィルタと、この第２のＦＩＲフィルタの出力と上記第１のＦＩＲフィルタの出力を合成する合成回路８７を有している。但し、ｒ＞ｓであり、第２のＦＩＲフィルタの移動平均区間は第１のＦＩＲの移動平均区間より小さく設定されている。
【００６９】
図９に示したスペクトラムデータ処理部６の重み付け遅延加算回路８１−１を構成する第１のＦＩＲフィルタ及び第２のＦＩＲフィルタの入力端には、時刻ｔ＝０、ΔＴ，２ΔＴ・・に対応したドプラスペクトラムＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・におけるスペクトル成分ｐ１のパワー値ＡＰ１（０）、ＡＰ１（ΔＴ）、ＡＰ１（２ΔＴ）・・・が順次供給され、移動平均処理が行なわれる。又、スペクトラム成分ｐ２乃至ｐｍに対しても同様な移動平均処理が行なわれる。
【００７０】
そして、第１のＦＩＲフィルタの移動平均処理によって生成された第１のドプラスペクトラム画像データと、第２のＦＩＲフィルタの移動平均処理によって生成された第２のドプラスペクトラム画像データは、合成回路８７に供給され一旦保存される。次いで、合成回路８７は、上記第２のドプラスペクトラム画像データを構成する各スペクトラム成分のパワー値と、閾値設定回路６３において予め設定された閾値αとを比較し、この閾値αより大きなパワー値を有するスペクトラム成分と、上記第１のドプラスペクトラム画像データの対応部位におけるスペクトラム成分との置換、あるいは合成を行なう。
【００７１】
この変形例によれば、第２のＦＩＲフィルタの移動平均区間は、第１のＦＩＲフィルタによる移動平均区間より小さいため、閾値α以上のパワー値を有したドプラスペクトラムに混入した干渉ノイズを低減し、しかも本来のドプラスペクトラムの時間方向の変化や周波数方向の変化を鮮明に表示することが可能となる。
【００７２】
尚、図９に示した本変形例では、説明を明解にするために第１のＦＩＲフィルタと第２のＦＩＲフィルタを並列させて設けたが、例えば、第１のフィルタのみを備え、上記処理を時系列的に行なってもよい。また、閾値設定回路６３は複数の閾値を設定し、これら各々の閾値に基づいてスペクトラム成分の置き換えや合成を行なってもよい。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態について述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態及びその変形例におけるドプラスペクトラムの移動平均処理は、各スペクトラム成分について時間軸方向において行なったが、夫々のドプラスペクトラムについて周波数軸方向において行なってもよく、又時間軸方向と周波数軸方向において移動平均処理してもよい。
【００７４】
更に、上述の実施の形態では、移動加算処理後の第１のドプラスペクトラム画像データに対して、閾値以上のスペクトラム成分を置換して第２のドプラスペクトラム画像データを生成する方法について述べたが、他の合成方法であってもよい。
【００７５】
又、システムノイズレベルの設定は、超音波データ収集条件に基づいて行なう方法について述べたが、操作者が、例えば表示部に表示されるＢモード画像やドプラスペクトラム画像に基づいて設定してもよい。同様にして、閾値の設定についても、操作者が表示部に表示されるドプラスペクトラム画像を観察しながら設定あるいは更新することが可能である。
【００７６】
そして、ドプラ信号の収集部位を決定するレンジゲートの位置も１つに限定されるものではなく、複数のレンジゲートによって得られる複数部位のドプラ信号に基づいてドプラスペクトラム画像データを生成してもよい。又、ドプラスペクトラム画像と同時表示される超音波画像は、カラードプラ画像あるいはＢモード画像とカラードプラ画像を組み合わせたものであってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、ドプラスペクトラム画像において、干渉ノイズの影響を受けやすい低いパワー値のスペクトラム成分における不連続性を改善すると共に、比較的パワー値の大きいスペクトラム成分においては、時間方向の変化あるいは周波数方向の変化を鮮明に表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における超音波ドプラ診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態における送受信部及びデータ処理部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態におけるドプラスペクトラム計測部の基本動作を示すタイムチャート。
【図４】同実施の形態のＦＦＴ分析器におけるＦＦＴ分析方法を示す図。
【図５】同実施の形態におけるスペクトラムデータ処理部の構成を示すブロック図。
【図６】同実施の形態によって得られるドプラスペクトラム画像を示す図。
【図７】同実施の形態におけるドプラスペクトラム画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図８】同実施の形態によって得られるドプラスペクトラムを示す図。
【図９】同実施の形態の変形例におけるスペクトラムデータ処理部の構成を示すブロック図。
【図１０】従来法によって得られたドプラスペクトラム画像の問題点を示す図。
【符号の説明】
１…基準信号発生部
２…送信部
３…受信部
４…Ｂモードデータ処理部
５…ドプラスペクトラム計測部
６…スペクトラムデータ処理部
７…データ記憶部
８…表示部
９…入力部
１０…システム制御部
２０…超音波プローブ
４０…送受信部
５０…データ処理部
１００…超音波ドプラ診断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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